-중앙일보-

한국전력이 해상풍력 발전기를 10일 만에 바다에 설치할 수 있는 ‘일괄설치 기술’을 세계 최초로 개발했다.
 
7일 한전은 해상풍력 발전기 일괄설치를 위한 일괄설치선(MMB) 진수식을 군산항에서 시행했다. 이날 진수식에는 정승일 한전 사장과 우범기 전라북도 정무부지사, 강임준 군산시장 등이 참석했다.
 
원래 해상풍력 발전기는 주요 구조물을 바다로 가져가 조립해 설치한다. 이런 방식을 이용하면 최종 설치까지 약 90일이 걸린다. 하지만 이번에 한전이 개발한 기술은 항구에서 발전기 전체를 모두 조립한 뒤 이를 바다로 운송해 해저 면에 고정만 하는 방식이다. 설치 기간도 기존 90일에서 10일로 크게 단축할 수 있다.
 
기간뿐 아니라 설치 예산도 아낄 수 있다. 한전 자체 추산에 따르면 5㎿ 터빈 기준 1기당 약 37억원 설치 예산을 아낄 수 있을 것으로 본다. 기존 설치 방식으로는 1기당 약 86억원의 설치 비용이 들었다. 설치 과정에서 소음과 진동 그리고 부유물질 발생도 기존 방식 적다.
 
특히 이날 진수식을 가진 일괄설치선은 완성한 해상풍력 발전기를 바다까지 운송할 수 있는 특수선으로 한전이 직접 설계했다. 최대 1500톤 중량과 140m 높이의 풍력터빈 구조물을 안정적으로 들어 올려 운송할 수 있는 점이 장점이다. 한전은 일괄설치선을 설계하기 위해 선체 운동 해석기술, 운송 전복방지기술 등을 자체 개발하여 운송설치 시스템을 최적화했다.
 
한전은 이번에 개발한 일괄설치선을 한전 서남권 및 신안 해상풍력사업의 하부기초 운송설치에 활용할 계획이다. 또 민간 중심으로 추진하는 소규모 해상풍력단지 및 다목적 해양작업에도 쓸 수 있을 것으로 기대했다.
 
이날 진수식에 참석한 정승일 한전 사장은 “일괄설치선 개발은 우리나라 최초이자 해상풍력 선진국인 유럽조차 아직 완수하지 못한 쾌거로, ‘2050 탄소중립’의 핵심인 해상풍력발전 확대에 크게 기여할 것”이라고 했다.
 
한편, 한전은 해상풍력 발전기 일괄설치를 위해 기존에 개발한 ‘석션 기초 설치기술’을 활용할 계획이다. 이 기술은 해저 면에 말뚝을 박아 해상풍력 발전기를 고정하는 기존 방식과 달리 인위적인 수압 차를 이용한다. 해저 면에 고정한 대형강관에 펌프로 물을 배출해 수압 차를 만든 뒤 이 힘으로 발전기 하부 기초를 바다 밑에 고정하는 방식이다. 진동과 소음이 거의 없고 해양 생태계에도 영향을 주지 않는 것이 장점이다.

-머니투데이-

1500톤 풍력발전기, 통째로 바다에 꽂는다…설치기간 90% 단축

한전, 공기단축 혁신기술 '해상풍력 일괄설치 공법' 특수선 진수식

7일 전북 군산항 컨테이너부두에 정박한 해상풍력 일괄설치선에 거치된 해상풍력발전기가 위용을 드러내고 있다. 일괄설치선은 완전 조립된 상태의 풍력발전기를 그대로 싣고 군산 앞바다 해상풍력 실증단지로 이동해 설치작업을 진행하게 된다. / 군산(전북)=민동훈 기자
#하루 종일 보슬비가 오간 7일 오후 군산항. 컨테이너부두에 들어서니 높이 100m는 족히 넘을 듯한 거대한 해상풍력 발전기가 위용을 드러냈다. 멀리서 보면 컨테이너부두 위에 해상풍력 발전기가 설치된 듯한 착각을 불러 일으킬 정도로 완전 조립된 상태였다. 가까이 다가가보니 바닥에 설치된 것이 아니라 기초부분이 위로 드러난 상태로 특수선박에 거치된 상태였다. 현장에서 만난 김태균 한전전력연구원장은 "해상풍력 발전기를 실은 특수선박이 이 상태 그대로 바다 한가운데 설치장소로 이동한 후 전봇대를 꽂듯 통째로 해저면에 심는 것"이라며 "획기적인 기술을 세계 최초로 공개하는 것"이라고 소개했다.

육상에서 풍력발전기 몸체를 조립해 바다로 이동, 지정된 수역에 바로 꽂기만 하면 가동할 수 있는 '해상풍력 일괄설치 공법(MMB, Multi-purpose Mobile Base)'이 세계 최초로 실전 적용된다. 이 기술을 적용하면 90일 가량 걸리던 해상풍력 발전기 설치작업이 10일로 줄어든다. 설치비용도 1기당 40억원 가량 감축할 수 있을 것으로 전망된다

한국전력 (24,800원 상승50 -0.2%)공사는 7일 전북 군산항에서 정승일 한전 사장, 우범기 전북도 정무부지사 등이 참석한 가운데 한전연구원에서 자체 개발한 해상풍력 일괄설치 공법이 적용되는 '해상풍력 일괄설치선 진수식'을 개최했다.

해상풍력 일괄설치선은 특수제작된 리프팅 프레임을 갖는 해상풍력 일괄설치용 다목적 특수선박이다. 해상풍력 일괄설치 기술은 안전한 항구에서 발전기 하부기초와 상부터빈을 모두 조립한 후 발전기 전체 구조물을 들어 올려 바다로 운송해 설치하는 방식이다.

기존 해상풍력 설치방법은 하부기초(자켓)를 말뚝을 박아 지반에 고정하는 것이다. 그러나 암반굴착과 시멘트액을 주입하는 공정을 피할 수 없어 소음, 부유모래 발생, 시멘트 주입재로 인한 해양오염 위험성이 있었다. 또 복잡한 공정으로 터빈 설치까지의 해상공사 기간도 길고 해상 기상악화 시에는 사업지연 가능성도 높다.

그러나 신 공법을 적용하면 발전기 조립에서 최종 해상 설치까지 기존에 90일 가량 걸리던 공사기간을 10일로 단축할 수 있다. 특히 기존 공법으로는 80일 이상 걸리던 해상 기초 구조물 설치만 따지면 단 10~12시간이면 가능할 정도로 혁신적이다.

한전은 해상풍력 일괄설치 공법에 기존 개발한 석션(흡입)기초 설치기술을 활용했다. 대형강관을 해저면에 거치한 후 석션펌프를 이용해 파일 내부의 물을 배출하는데, 이때 발생된 석션버킷 파일 내·외부의 수압차를 이용해 기초를 지반에 관입하는 방식이다. 이 때문에 설치기간이 단축될 뿐만 아니라 굴착소음·진동과 부유사 하천 또는 해안에서 물의 흐름에 의해 저면으로부터 부상해 수중에서 이동되는 토사 발생이 없어 친환경적이다.

일괄설치선에는 최대 1500톤의 중량과 구조물 높이 140m의 고중량 초장대 풍력터빈 구조물을 안정적으로 들어올려 운송하기 위해 자체개발한 선체 운동 해석기술, 운송 전복방지기술 등을 적용했다. 이를 통해 5MW(메가와트) 터빈 기준 풍력발전기 설치비를 1기당 약 37억원 절감할 수 있다고 한전은 설명했다.

이번 개발된 MMB는 한전의 서남권 및 신안 해상풍력사업의 하부기초 운송설치에 적용 가능하다. 민간을 중심으로 추진되는 소규모 해상풍력단지를 비롯해 기상탑 설치·해체, 해양선박 구조, 중대형 해양구조물 운송 등 다목적 해양작업에도 수요가 있을 것으로 보여 다양한 활용이 기대된다. 해외 해상풍력 프로젝트로 기술 수출도 가능하다. 5MW급 해상풍력 발전기를 기반으로 일괄설치공법을 개발했지만 핵심 기술은 석션버킷 기술의 경우 발전기 규모에 관계없이 적용 가능하기에 필요에 따라 맞춤형으로 설계가 가능하다. 이미 독일과 스페인 해상풍력기업들이 관심을 보인다고 한다.

현재 한전은 1.5GW(기가와트) 신안 해상풍력사업, 1.2GW 전북 서남권 해상풍력 사업과 100MW 제주한림 해상풍력 사업을 개발 중이다. 2025년 제주한림 사업, 2028년 전북 서남권 사업, 2029년 신안 사업을 완료하고 상업운전을 개시할 계획이다. 일괄설치 공법 실증사업 결과에 따라 국내 해상풍력 프로젝트에 바로 적용할 수도 있다는 것이 한전의 설명이다.

한편 한전은 해상풍력 일괄설치선, 석션기초 설치기술 이외에도 국내 해상풍력 경쟁력 확보와 확대 보급을 위해 터빈 상태감시, 단지배치 설계기준, 환경영향 분석기술, 수산업 공존기술 개발 등 해상풍력 전주기 기술개발에 나서고 있다. 업계에서는 전기사업법 개정을 통해 한전이 해상풍력사업에 직접 진출할 수 있게 될 경우 대규모 해상풍력 프로젝트 추진에 속도를 더할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 정승일 한전 사장은 "해상풍력 일괄설치 공법 개발은 국내 최초이자 해상풍력 선진국인 유럽조차 아직 완수하지 못한 쾌거"라며 "신공법을 활용한다면 '2050 탄소중립'의 핵심인 해상풍력발전 확대에 크게 기여할 것"이라고 말했다.

-전자신문-

해상풍력 설치 '90일→10일'로 단축…한전, 세계 첫 해상풍력 일괄설치기술 개발
일괄설치선 'KMMB 1500' 진수식
비용도 37억 절감…원가 경쟁력 확보
서남해·신안·제주한림 단지 우선 적용

한국전력이 해상풍력 발전기를 10일 만에 바다에 설치할 수 있는 일괄설치기술을 세계 최초로 개발했다. 항구에서 해상풍력 발전기를 조립한 후 특수선으로 이동해 해상에서 3일만에 발전기를 설치할 수 있다. 기존공법 대비 설치 기간을 80일 단축하고, 비용도 37억원 줄였다.

한전은 서남해 해상풍력과 신안해상풍력에 이 공법을 우선 적용하고 향후 개발할 해상풍력 발전단지에도 공법을 확대 적용한다. 해상풍력 개발 원가 경쟁력이 향상될 것으로 기대된다.
한전은 7일 전북 군산시 군산항 컨테이너부두에서 해상풍력 일괄설치선 'KMMB 1500' 진수식을 열고, 해상풍력 일괄설치기술을 공개했다.

해상풍력 일괄설치기술은 항구에서 발전기 하부 기초구조물과 상부 터빈을 조립한 후 전체 구조물을 들어올리고, 선박을 활용해 바다로 운송·설치하는 기술이다. 이를 위해 특수제작된 선박을 일괄설치선(MMB)이라고한다. 한전이 이날 공개한 'KMMB 1500'은 최대 1500톤의 중량과 구조물 높이 140m 고중량·초장대 풍력터빈 구조물을 안정적으로 들어 올려 운송할 수 있다. 한전은 선체 운동 해석기술, 운송 전복방지기술 등을 적용해 운송설치 시스템을 최적화했다.

한전은 일괄설치선과 기존에 개발한 석션기초 설치기술을 활용하면 기존 기술보다 설치비는 37억원, 설치기간은 80일 단축할 수 있다고 설명했다. 기존에 주로 활용되는 공법(자켓구조+SEP 바지선 활용)은 설치비용 86억원을 투입해 90일이 걸려 설치해야 했다. 기존 해상풍력 설치 방법은 하부기초(자켓)를 말뚝을 박아 지반에 고정하는 방식으로 암반굴착과 시멘트액 주입 공정을 피할 수 없기 때문이다. 한전이 석션기초에 KMMB 1500을 활용해 해상풍력을 설치하면 5㎿ 해상풍력 발전기 기준 49억원을 투입해 10일 만에 해상풍력을 설치할 수 있다.

이준신 한전 전력연구원 부원장은 “기존 공법 대비 약 절반 수준으로 비용을 줄였다”면서 “대량으로 해상풍력 발전기를 설치하면 굉장히 많은 비용을 절감할 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 한전은 '석션기초 설치기술'을 일괄설치선에 결합해 공정을 단축했다. 석션기초 설치기술은 대형강관을 해저면에 거치한 후 석션펌프를 이용해 파일 내부 물을 배출하고, 이때 발생된 파일 내외부 수압차를 이용해 기초를 지반에 관입하는 해상풍력 하부기초 설치기술이다. 이 기술을 활용하면 실제 해상풍력 하부구조물을 관입하는 시간은 10~13시간에 불과하다. 시멘트로 경화하는 과정도 필요 없기 때문에 환경오염 위험도 적다.

이날 군산항 컨테이너부두에서는 유니슨의 4.2㎿ 풍력 터빈이 적용된 해상풍력 발전기가 설치된 일괄설치선이 대기하고 있었다. 일괄설치선은 군산항 인근 남방파제 연구실증사이트로 출항해 해상풍력 발전기를 설치할 예정이다. 한전은 우선 1.5GW 신안 해상풍력사업, 1.2GW 전북 서남권 해상 풍력 사업과 100㎿ 제주한림 해상풍력 사업에 이 공법을 적용한다. 민간을 중심으로 추진되는 소규모 해상풍력단지와 기상탑 설치·해체 등 다목적 해양작업에서도 수요가 있을 것으로 기대했다.

정승일 한전 사장은 “MMB 개발은 우리나라 최초이자 해상풍력 선진국인 유럽조차 아직 완수하지 못한 쾌거”라면서 “MMB를 활용한다면 '2050 탄소중립'의 핵심인 해상풍력발전 확대에 크게 기여할 것”이라고 말했다.